AI applicata alla programmazione PLC

AI applicata alla programmazione PLC

AI applicata alla programmazione PLC

Nel panorama dell’automazione industriale, l’introduzione dell’Intelligenza Artificiale sta rivoluzionando processi consolidati come la programmazione dei PLC. Questo articolo illustra innanzitutto che cosa è un PLC e come si utilizza Siemens TIA Portal per svilupparne il software; successivamente descrive la diffusione dell’AI in automazione e l’evoluzione verso il TIA Portal Copilot, il primo copilota generativo per l’ingegneria di automazione. Vedremo a cosa serve, come nasce, come si installa e si utilizza in pratica, quali vantaggi apporta ai programmatori PLC e quali limiti è importante conoscere per sfruttarlo al meglio.

Introduzione alla programmazione PLC e a TIA Portal

Che cos’è un PLC

Un Programmable Logic Controller (PLC) è un computer industriale specializzato, progettato per controllare macchine e processi in ambienti gravosi, basato sullo standard IEC 61131-3 e capace di gestire in real-time segnali digitali e analogici.

TIA Portal: l’ambiente di sviluppo unificato

Il Totally Integrated Automation (TIA) Portal è la piattaforma software di Siemens per la configurazione, programmazione e commissioning di sistemi PLC, HMI e motion control in un unico ambiente integrato . Grazie a tool di simulazione, diagnostica e gestione energetica, il ciclo di sviluppo viene velocizzato e standardizzato alle best practice di industria 4.0.

L’Intelligenza Artificiale nell’automazione industriale

Negli ultimi anni, l’AI ha permeato quasi ogni settore, compresa l’automazione, grazie a tecniche di machine learning e generative AI in grado di supportare progettisti e operatori. In ambito industriale si parla ormai di Industrial Copilots, assistenti digitali che ottimizzano l’intera value chain: dalla progettazione alla manutenzione .

Siemens TIA Portal Copilot – AI applicata alla programmazione PLC

Cosa è e a cosa serve

Il TIA Portal Copilot, noto anche come Engineering Copilot, è un chatbot generativo basato su modelli Azure OpenAI, integrato in locale con il proprio progetto TIA Portal. Consente di:

• Generare moduli di codice PLC in Structured Control Language (SCL) tramite semplice linguaggio naturale.
• Creare e configurare velocemente una prima visualizzazione WinCC Unified, includendo header e menu di navigazione .
• Consultare manuali e documentazione Siemens in linguaggio naturale, riducendo la ricerca manuale .

Origine e diffusione AI applicata alla programmazione PLC

Presentato da Siemens e Microsoft a Hannover Messe 2024, è il primo prodotto generativo AI per l’ingegneria di automazione. Dopo progetti pilota con Thyssenkrupp e Grenzebach Group, è scaricabile dall’Xcelerator Marketplace a partire dall’estate 2024 .

Installazione

1. Prerequisiti: TIA Portal V17 o successiva, connessione ad Azure OpenAI (opzionale: istanza privata per la privacy)
2. Download: dal Siemens Xcelerator Marketplace → “Engineering Copilot TIA” → “Free download”
3. Configurazione: importare il plugin in TIA Portal; eseguire il login Azure per abilitare i modelli generativi; configurare i progetti su cui operare.

Esempi pratici

• Generazione di un blocco SCL: basta digitare “Crea un blocco SCL per leggere temperatura da sensore analogico e inviare alert se >100°C” per ottenere il codice pronto da inserire nel progetto .
• Prototipazione HMI: “Crea una schermata WinCC con barra di stato e navigazione a tab per quattro sezioni impianto” genera automaticamente il layout iniziale .

Vantaggi per i programmatori PLC

• Sprint di produttività: riduzione fino al 30–40 % del tempo speso in task ripetitivi di scrittura e debug del codice .
• Minori errori: il copilota applica best practice Siemens e valida sintassi SCL, limitando refusi e incongruenze .
• Accessibilità: onboarding più rapido per junior grazie a suggerimenti step-by-step.

Limiti attuali e consigli d’uso

• Hallucinations: in rari casi il modello può generare istruzioni non ottimali o incoerenti: sempre verificare il codice in PLCSIM o su un banco prova .
• Contesto limitato: funziona meglio su progetti caricati interamente in TIA Portal; evitare frammenti esterni non importati.
• Privacy e sicurezza: per applicazioni critiche, usare istanze Azure OpenAI dedicate o modalità on-premise per evitare esfiltrazioni di dati sensibili.

Consigli

• Validare sempre ogni output con test automatici nel simulatore
• Integrare revisioni di codice fra colleghi (code review)
• Aggiornare regolarmente il plugin con le patch Siemens

Esempi di prompt per PLC con TIA Portal Copilot

Il Copilot supporta comandi in linguaggio naturale come “Crea un nuovo progetto PLC per un impianto di riempimento bottiglie con sensore di livello e motore trifase” per avviare in pochi secondi la scaffalatura iniziale del progetto .
È possibile chiedere di eseguire più operazioni in sequenza, ad esempio “Configura i moduli di I/O, crea le variabili di processo e genera un blocco SCL per l’acquisizione del segnale analogico” riducendo drasticamente i click manuali .
Con prompt come “Genera il codice PLC in SCL per rilevare superamento di soglia su un sensore di temperatura e inviare un segnale di allarme” si ottiene lo snippet pronto per essere incollato nel progetto .
Per comprendere rapidamente il funzionamento di una sezione di codice già esistente, basta chiedere “Spiegami il funzionamento di questo blocco di rete di contatti” e Copilot fornisce una spiegazione dettagliata punto per punto .
Infine, con “Quali funzionalità puoi svolgere in TIA Portal Copilot per l’ingegneria PLC?” si ottiene una lista interattiva delle capacità del generative assistant, consentendo di esplorare nuovi casi d’uso .

Raccomandazioni per la end point configuration – AI applicata alla programmazione PLC

Il Copilot è stato validato con modello gpt-4, versione gpt-4o 2024-05-13 o gpt-4-turbo-2024-04-09, per garantire risposte accurate e aggiornate .
Si raccomanda di impostare la Version update policy su “Once the current version expires” per mantenere sempre la release più sicura e ottimizzata disponibile.
Come Deployment type deve essere selezionato “Standard” per assicurare il giusto bilanciamento tra performance e costi operativi .
È fondamentale applicare il filtro di contenuto IndustrialCopilotContentFilter per escludere risposte non conformi agli standard di sicurezza industriale .
Infine, configurare i rate limit a 250 000 tokens per minute e 3 000 requests per minute per evitare throttling e garantire un servizio continuativo anche in contesti di alto carico.

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